Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками "с нуля"

Преимущества и недостатки

Прежде чем браться за изготовление регистров отопления, надо оценить все плюсы и минусы этих нагревателей, чтобы впоследствии не обмануться в ожиданиях. Итак, сначала о достоинствах:

дешевизна и простота в изготовлении;
низкое гидравлическое сопротивление: благодаря этому обогреватель можно применять в «хвосте» любой системы;
надежность и долговечность: регистр, качественно сваренный из обычных труб, спокойно прослужит не менее 20 лет;
стойкость к перепадам давления и гидроударам;
гладкая поверхность способствует легкому удалению пыли при уборке помещений.

К сожалению, регистр отопления, сделанный своими руками, обладает и массой недостатков. Главный из них – низкая теплоотдача при значительной массе прибора. То есть, чтобы обеспечить в комнате средней площади комфортную температуру, регистр должен иметь приличные размеры. Приведем простой пример, взятый из технической литературы. При разнице температур теплоносителя и в помещении 65 ºС (DT) регистр, сваренный из 4 труб DN32 длиной 1 м, отдаст всего 453 Вт, а из 4 труб DN100 – 855 Вт. Получается, что из расчета теплоотдачи на 1 м длины любой панельный или секционный радиатор как минимум вдвое мощнее.

Прочие негативные стороны гладкотрубных регистров не столь критичны, хотя и существенны:

вмещает большой объем воды: недостаток не играет большой роли, если на всю систему таких отопительных приборов 1-2 шт;
в процессе эксплуатации весьма затруднительно нарастить или уменьшить мощность регистров из гладких труб. Не обойтись без демонтажа и сварочного аппарата;
подвержены коррозии и требуют периодического ухода с покраской;
имеют непрезентабельный внешний вид: недостаток поправимый, при нужде нагреватель прячется за декоративным экраном.

Проведя анализ достоинств и недостатков гладкотрубных приборов, можно сделать вывод, что их сфера применения в частном домостроительстве весьма ограничена. Как уже было сказано, регистры можно использовать для отопления разных помещений с невысокими требованиями к комфорту и интерьеру.

При подборе материалов нужно решить вопрос, – какие взять диаметры труб и какова должна быть их общая длина. Все эти параметры – произвольные, вы можете смастерить отопитель из любых труб, а его длину принять удобную для размещения в комнате. Но чтобы подать необходимое количество тепла, надо обеспечить достаточную площадь теплообмена. Для этого рекомендуется выполнить приблизительный расчет регистра по площади поверхности.

Сделать такой расчет достаточно просто. Нужно сосчитать площадь наружной поверхности всех секций в м2 и умножить полученное значение на 330 Вт. Предлагая данный метод, мы исходим из утверждения, что 1 м2 поверхности регистра будет отдавать 330 Вт теплоты при температуре теплоносителя 60 ºС, а воздуха в помещении – 18 ºС.

Для человека, имеющего навыки в сварочном деле, не составит большого труда самостоятельно сварить регистр по имеющимся чертежам. Нужно заготовить и отрезать трубы на секции и перемычки, вырезать из стального листа заглушки. Последовательность сборки – произвольная, после сварки обогреватель следует проверить на герметичность. Осуществляя изготовление и монтаж регистров, учтите следующие рекомендации:

не стоит брать трубы со слишком тонкой или толстой стенкой: первые будут быстрее остывать и прослужат меньше, а вторые – долго прогреваться и плохо поддаваться регулировке;
не забудьте встроить в торец верхней секции кран Маевского для спуска воздуха;
при сваривании змеевиков поворотный участок можно сделать из двух готовых колен, если нет возможности использовать трубогиб;
на входе теплоносителя поставьте кран, на выходе – вентиль;
помните, что установка регистров производится с незаметным глазом уклоном в сторону подключения подающего патрубка. Тогда кран Маевского окажется в самой верхней точке.

Расчет мощности отопительных приборов

Перед тем как рассчитать мощность отопительного котла, следует определить, какой его тип будет использоваться. У отопительных котлов разный КПД и от этого выбора будет зависеть не только уровень теплоотдачи, но и финансовая составляющая последующей эксплуатации при выборе топлива:

Электрокотлы,
Газовые котлы,
Котлы на твердом топливе,
Котлы на жидком топливе,
Комбинированный котел электричество/твердое топливо.

Когда сделан выбор типа котла, необходимо определиться с его пропускной способностью. Именно от этого будет зависеть функционирование всей системы. Вычисление мощности водонагревательного котла производят, учитывая количество теплоэнергии, требующегося на м3. Калькулятор может помочь посчитать объем отапливаемых комнат:

спальня: 9 м2 3 м = 27 м3,
спальня: 12 м2 3 м = 36 м3,
спальня: 15 м2 3 м = 45 м3,
гостиная: 25 м2 3 м = 75 м3,
коридор: 6 м2 3 м = 18 м3,
кухня: 12 м2 3 м = 36 м3,
санузел: 8 м2 3 м = 24 м3.

Далее суммируются результаты, и получается общий объем дома – 261 м3. При подсчетах обязательно учитываются комнаты и переходы, в которых не планируется ставить приборы обогрева, например, коридор, кладовая, или прихожая. Это делается, чтобы тепла от установленных в доме радиаторов, хватило на отопление всего дома.

Возьмем произвольный показатель для региона в 50 Вт/м3 и площадь дома 261 м3, которую планируется обогревать. Формула расчета мощности: 50 Вт 261 м3 = 13050 Вт. Результат умножается на коэффициент 1,2 и вычисляется мощность котла – 15,6 кВт. Коэффициент позволяет добавить 20% резервной мощности котлу. Она даст возможность котлу работать в сберегательном режиме, избегая особых перегрузок.

Дополнительные датчики температуры помогут контролировать процесс Источник dopebi.ru.net

Поправка коэффициента на климатические условия регионов меняется от 0,7 в южных регионах России, до 2,0 в северных регионах. Коэффициент 1,2 применяют в центральной части России.

Вот еще одна формула, которой пользуются онлайн-калькуляторы:

Чтобы получить предварительный результат требуемой мощности котла, можно площадь комнаты умножить на климатический коэффициент и, полученный результат, разделить на 10.

Пример формулы расчета мощности отопительного котла для дома площадью 120 м2 в северном регионе России:

Nk=120*2,0/10=24 кВт

Самодельный регистр из профильной трубы

Для изготовления регистра отопления из профильной трубы своими руками выбирают изделие прямоугольного сечения (60 на 80 мм), толщина стенок у которого равна 3 мм. Самодельную батарею отопления (регистр) собирают в несколько этапов:

сначала нарезают трубу на несколько частей определенной длины;
затем на заготовках делают разметку под отверстия, в которые будут ввариваться перемычки;
изготавливают четыре перемычки из дюймовой круглой трубы (25 мм);
нарезают заглушки из 3-миллиметрового листа металла, размер которых определяется по прямоугольному сечению профиля;
вырезают отверстия под перемычки в местах нанесенной разметки, при этом в верхней и нижней трубе регистра должно быть по два отверстия с одной стороны, а в средней трубе – четыре отверстия (по два с обеих сторон детали);
на деревянных подставках (брусе) раскладывают три трубы, параллельно друг другу;
в отверстия в трубах вставляют перемычки, выравнивают детали по уровню и прихватывают электросваркой в трех местах каждую трубу-перемычку;
после изделие с горизонтального положения переворачивают в вертикальное положение;
приступают к провариванию всех прихваченных перемычек в два шва, регулируя силу тока сварки, чтобы не допустить образования мест возможных протечек;
после профильные трубы очищают от шлака и металлического мусора, попавшего внутрь полости изделия;
к концам профильных труб прикладывают заготовленные ранее заглушки, прихватывают их по диагонали, а затем хорошенько проваривают по всему периметру прямоугольного сечения профиля;
болгаркой слегка шлифуют варочные швы по всему регистру отопления;
в верхней трубе самодельного регистра вырезается отверстие под кран Маевского;
подключение регистра к системе отопления может быть выполнено снизу, сбоку, сверху или путем сочетания перечисленных вариантов (снизу и сверху, по диагонали и др.):
выходящее отверстие закрывается заглушкой, регистр заполняется водой, после чего мастер просматривает все сварные стыки, исключая вероятность протечки сквозь микротрещины;
приваривают напольные опоры из стальных уголков или кронштейны, которые позволяют закрепить прибор на стене.

Такой регистр обладает высокой теплоотдачей за счет большого количества теплоносителя, протекающего по профильным трубам. Перемычки следует располагать как можно ближе к торцевым краям горизонтальных деталей. Подача теплоносителя осуществляется через входящий патрубок, расположенный в верхней трубе. После прохождения всех элементов прибора теплоноситель вытекает через выходящий патрубок, расположенный на нижней трубе.

Регистр отопления из четырех параллельных труб, соединенных боковыми трубами-стояками, обогревают жилое помещение

Как видите, изготовить регистр отопления своими руками совсем несложно при наличии сварочного аппарата и опыта работы с ним. Самодельные отопительные приборы можно сварить в точном соответствии габаритам обогреваемого помещения. На покупку готового регистра отопления придется приготовить в три раза больше средств, чем на приобретение всех необходимых материалов для самостоятельной сварки изделия. Чтобы обеспечить длительную работу прибора, приобретают трубы из углеродистой стали, нержавеющей низколегированной стали или чугуна.

На рынке каждый может выбрать регистры отопления для установки в квартире или частном доме. В продаже есть конструкции из металлических горизонтально расположенных труб, соединяющихся между собой специальными перемычками, благодаря чему осуществляется движение воды по отопительному прибору. У современных регистров более высокая теплоотдача, чем у традиционных советских батарей. Самые популярные регистры из алюминия имеют лучшие технические характеристики. Используются самодельные батареи в маленьких квартирах или помещениях, обеспечивая должный прогрев имеющегося пространства.

Преимущества и недостатки регистров отопления

Самодельные стальные или алюминиевые регистры отопления отличаются от стандартных радиаторов своими размерами. Они состоят из нескольких труб, диаметр которых превышает 32 мм. Для организации циркуляции теплоносителя трубы соединены между собой патрубками.

Чем обусловлена популярность этих приборов теплоснабжения? Во-первых, возможностью самостоятельного изготовления. Можно сделать биметаллические регистры отопления, стальные или из алюминиевых труб. Намного реже встречаются пластиковые модели, так как они не обладают должными эксплуатационными качествами.

До того как подключить регистры отопления следует внимательно изучить их «слабые» и «сильные» стороны.

Длительный срок эксплуатации. Для стальных и алюминиевых моделей он может достигать 25 лет. При этом вероятность поломки будет минимальной;
Большая теплоотдача. Это обусловлено тем, что мощность регистра отопления превышает этот параметр у классических радиаторов и батарей. Связано с большим объемом теплоносителя;
Простой монтаж и эксплуатация. Так как правильно установить регистры отопления может любой, кто хотя бы немного знаком с правилами организации теплоснабжения – они могут применяться в зданиях всех типов. Но чаще всего их можно встретить в системе отопления больших производственных, административных и торговых помещений.

Но кроме этого нужно учитывать возможные недостатки, которыми может обладать регистр отопления из стальной гладкой трубы:

Большой объем теплоносителя. Это приводит к его быстрому остыванию;
Минимальный показатель конвекции воздуха. Снижает эффективность работы теплоснабжения;
Непривлекательный внешний вид. Чаще всего это относится к самодельным конструкциям.

Правильно рассчитанная теплоотдача регистра отопления напрямую зависит от его конструкции. В настоящее время используется несколько типов этих приборов теплоснабжения, отличающихся не только используемым материалом изготовления, но и внешним видом.

Регистр отопления из труб может изготавливаться из следующих металлов:

Алюминиевый регистр отопления наиболее популярен в основном из-за своего малого веса, хорошей тепловой отдачи, отличной устойчивости к процессам коррозии, долгому эксплуатационному периоду и отсутствию соединений и швов сварки.

Трубы из алюминия изготавливают путём монолитного литья. Применяют в помещениях жилого и административного типа. Главный минус данных приборов в немалой стоимости.

Регистр отопления из чугуна легко устанавливается, так как в них есть фланцевое монолитное соединение. В момент монтажа к трубопроводу отопления с помощью сварки прикрепляют второй фланец. Потом при помощи болтов делают крепкое соединение.

Регистры отопления из стальных труб монтируют в отопительную систему методом сварки. Хорошо проведённые сварочные работы являются гарантией долгой службы всей системы отопления.

Можно выделить и следующие виды регистров:

Стационарные регистры подразумевают нагрев теплоносителя с помощью котлов отопления. Передвижные устройства используют же электрический трубчатый электронагреватель, который функционирует от сети электропитания 220 В. Применяются данные регистры в рабочих строительных домиках, участках, где проводятся работы по отделке.

Вот несколько преимуществ монтажа регистров в системе отопления батарей:

Долгий эксплуатационный период: стальные трубы не требуют ремонта в течении минимум 25 лет.
Высокая степень надёжности и безопасности. Главное условие такой надёжности – прочная сварка швов.
Отопительную систему открытого типа можно монтировать в больших по площади помещениях. Слабое сопротивление циркуляции теплоносителя даёт возможность использования больших по диаметру труб для регистра.

Регистр отопления из стальных труб

Теперь в помещениях регистры отопления монтируют не так часто, так как на рынке обогревательного оборудования появляются устройства современного типа, которые представляют альтернативу. К минусам регистров можно отнести следующие пункты:

Они не отличаются привлекательностью. Располагаются регистры вдоль стены по всему помещению, это толстая труба из стали.
Малая площадь контакта с воздухом в комнате приводит к пониженному показателю тепловой отдачи, нулевое применение конвекции.
Немалая цена за снабжение системы обогрева регистрами и сложность установки. Регистры из стальных труб большого диаметра на рынке стройматериалов стоят немало, а при работах по монтажу нужно применять сварку.

Выбираем конструкцию прибора

Выбирая подходящий теплообменник для печи, стоит стремиться к тому, чтобы общая площадь поверхности готового изделия была наибольшей. Это позволит обеспечить наиболее эффективный обогрев помещения.

Наибольшее распространение получили регистры (змеевики). Такие теплообменники варят из гладкостенных труб диаметром 40 – 50 мм. Внешне они напоминают решетку характерной Г-образной формы. Для их изготовления можно использовать не только круглые, но и профильные трубы с близкой площадью поперечного сечения.

Обратку и выход горячей воды можно располагать как с одной стороны регистра, так и с разных.

Вариант выхода определяется конструктивными особенностями самой печи и схемой разводки труб в системе отопления.

Следующими по популярности можно назвать прямоугольные или цилиндрические баки, внутри которых располагается труба или змеевик. Длина такого теплообменника зависит от параметров топливника печи. Теплообменник, устанавливаемый на дымоход, как правило, имеет цилиндрическую форму. Внутри него проходит труба, диаметр которой равен диаметру дымохода. Патрубки привариваются снизу. Может использоваться как для обогрева помещения, так и для нагрева воды.

Такая конструкция требует особого внимания. Из-за быстрого остывания продуктов сгорания значительно снижается тяга в самом дымоходе. Это способствует замедлению горения топлива.

Установка изделия на отопительно-варочную печь требует особого внимания. Необходимо позаботиться о том, чтобы горячие газы проходили над его верхней полкой и входили в дымоход в передней части топливника.

В таком случае плита для приготовления пищи может располагаться прямо над теплообменником. Допустимо также изготовление регистра без верхней полки. Так называемая полка состоит из нижней и боковых частей, соединенных между собой трубами.

Устройство системы

Несложный по конструкции самодельный теплообменник послужит для отопления дома

Принцип действия самодельного теплообменника состоит в том, что печь передает ему энергию от сгорания дров или угля, а нагревшаяся вода расходится по трубам во все комнаты. Такой способ отопления позволяет обитателям дома наслаждаться равномерным распределением тепла. Кроме того, все помещения прогреваются гораздо быстрее, а расходы на приобретение топлива снижаются.

Усовершенствовать печное отопление частного дома можно двумя способами:

построить печь «с нуля» под конкретный размер теплообменника;
установить в существующую печь самодельный теплообменник, изготовленный по размерам топки.

Схема кирпичной печи с теплообменником

Изготовив теплообменник для отопления своими руками, домовладелец может быть уверенным, что его печь с водяным контуром станет действовать не хуже настоящего твердотопливного котла. Отличие будет только в том, что у печки расположение входного отверстия теплообменника получится немного выше над полом, чем у заводских котлов. Это довольно существенная разница, которая может влиять на скорость естественной циркуляции теплоносителя.

Подключение теплообменника к системе отопления нужно сделать таким образом, чтобы труба поступления холодной воды (обратка) была расположена как можно ниже.

Так же, как в обычной системе отопления, в верхней точке трубопроводов нужно вмонтировать расширительный бачок. Он будет компенсировать изменение объема нагретой воды и выпускать из системы пузырьки воздуха. Если отопление через теплообменник с естественной циркуляцией окажется недостаточным для обогрева большого коттеджа, придется установить в систему циркуляционный насос.

Для присоединения самодельного теплообменника для отопления используют 2 штуцера: один снизу (вход холодной воды), другой сверху (выход горячей). При монтаже теплообменника нужно обеспечить необходимый уклон труб, как требуется по схеме.

Как установить регистр отопления

Установить регистр отопления может каждый хозяин без привлечения к работам мастера. Чтобы упростить сборочные операции, предварительно необходимо подготовить каждый из элементов отопительной системы согласно проекту.

Одно из главных предъявляемых требований – качественное соединение регистра с трубопроводами. Оно должно выдерживать максимально допустимую нагрузку – 10 МПа. Если стыковка производится посредством сварки, нужно следить за качеством швов.

Регистры рекомендуется размещать вдоль одной стены. При этом необходим минимальный уклон по направлению движения теплоносителя – до 0.05% от длины прибора.

Располагать регистры отопления необходимо поближе к половой поверхности. Чем больше диаметр основной трубы, тем меньше будет сопротивление для циркулирующего теплоносителя.

Эффективность прибора зависит от большого числа факторов, среди которых площадь нагрева, прямо пропорциональная длине и диаметру труб. Наибольшее распространение в быту получили модели со следующими характеристиками:

Рекомендуемый диаметр труб – от 25 до 160 мм
Соединительные перемычки у секционных моделей – от 30 мм
Расстояние между основными трубами – от 50 мм
Максимальное давление – 10 МПа
Материал – высокоуглеродистая сталь

Изготавливаем регистр своими руками

Каждый, кто умеет работать со сварочным аппаратом, способен изготовить регистр отопления самостоятельно. Несложную конструкцию можно будет наполнить антифризом или маслом.

Вводное видео по изготовлению

Чтобы сделать отопительный прибор своими руками, рекомендуется следовать инструкции:

Нужно подготовить трубы подходящих диаметров и нарезать заготовки
Внутренняя часть трубы проверяется и при необходимости зачищается, чтоб снизить и без того высокое сопротивление для циркулирующего теплоносителя
С торцов привариваются заглушки, в некоторых из них высверливаются отверстия

Трубками меньшего диаметра (вертикальные) соединяются более толстые (горизонтальные) Необходимо смонтировать краны для удаления воздуха, который будет скапливаться с краев Все швы аккуратно и качественно зачищаются, поверхность окрашивают масляными красками

В переносных конструкциях необходимо установить нагревательный тэн мощностью от 1.5 до 6 Вт, который будет работать от обычной розетки. Если система работает от отопительного котла, эффективность регистров можно увеличить за счет установки мощного циркуляционного насоса.

Основные преимущества

Среди многочисленных преимуществ регистров отопления следует отметить:

Имеется возможность заказать изготовление отопительных приборов по индивидуальному чертежу заказчика
Внутри них роль теплоносителя может выполнять не только жидкость, но и горячий пар

Установка не требует специального оборудования Могут устанавливаться в помещениях с большой площадью, так как характеризуются эффективным теплообменом несмотря на компактные и скромные размеры Приемлемая стоимость

В заключении

Безусловно, регистры отопления приходят на смену классическим радиаторам отопления. В частных домах их можно встретить в помещениях с более агрессивными условиями (туалет, ванная, периодически неотапливаемые помещения и т. д.). Для хорошего мастера не составит труда изготовить подобный прибор самостоятельно.

Отопительный прибор, состоящий из соединенных с помощью сварки между собой гладкостенных труб, называется регистром. В основном трубы, расположенные горизонтально, соединяются вертикальными короткими перемычками, через которые также проходит теплоноситель. Конструкция регистров лежит в основе создания разного вида радиаторов отопления.

Инструкция по самостоятельному изготовлению регистров

Изготовить своими руками проще всего стальной теплообменник, хотя и его сборка потребует навыков по работе со сварочным и шлифовальным оборудованием и соблюдения определенных правил.

Перед монтажом необходимо выполнить расчеты и чертеж, на котором будут указаны размеры труб и соединительных элементов, расположение арматуры и узлов подключения. Чертеж поможет точно подсчитать количество и параметры расходных материалов.
Просвет между секциями берется 1,5D или D+0,5 см, где D – диаметр трубы. Расстояние между параллельными участками змеевикового регистра рассчитывается в зависимости от используемого дугового элемента или радиуса поворота (R) при использовании трубогиба. В первом случае расстояние равно удвоенной разнице высоты дугового элемента (F) и диаметра: 2(F-D). Во втором случае расстояние будет равно 2R-D. При меньшем расстоянии снижается теплоотдача.
Так как при монтаже используется сварочное и шлифовальное оборудование, обязательно надеть защитную одежду и обувь, а лицо защитить специальной маской или очками.
Для эффективной работы регистра необходима строгая параллельность его секций, проконтролировать этот параметр в ходе работ помогут уровень, отвес и строительный уголок.
В верхней точке регистра, наиболее удаленной от подающей трубы устанавливают воздухоотводчик, позволяющий избавиться от воздушных пробок в контуре. При установке параллельного теплообменника с коллекторами воздухоотводчики ставятся в верхней точке каждого коллектора.
Для закрепления регистра потребуются стойки и кронштейны. Чем массивнее конструкция, тем больше крепежных элементов потребуется.

Порядок работ

Производится уборка рабочего пространства.
Размечаются и нарезаются в соответствии с чертежом элементы регистра.
Внутренняя и внешняя поверхности труб, а также края отверстий очищаются от мусора и ржавчины стальной щеткой.
Заглушки очищаются от мусора и налета. В двух заглушках высверливаются отверстия для подключения к отопительному контуру.
Привариваются заглушки, перемычки и соединительные патрубки или коллекторы в соответствии с чертежом. Параллельность секций проверяется после присоединения каждого элемента.
Зачищаются сварные швы.
Проверяется герметичность получившегося регистра: выходное отверстие герметично закрывают, а через входное заливают воду под давлением. Если на швах появились даже маленькие капли, необходимо слить жидкость и дополнительно проварить шов.
При необходимости покрывают теплообменник термостойкой краской по металлу.
Закрепляют регистр на опорных и подвесных элементах.
Подключают к системе отопления.